(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板を用いて形成されＬＥＤチップを収納する収納凹所が一表面に形成された実装基板を有する複数個の表面実装型ＬＥＤパッケージがフレキシブル配線基板に実装されたＬＥＤモジュールの製造方法であって、前記表面実装型ＬＥＤパッケージが多数形成されたウェハレベルパッケージ構造体における前記各表面実装型ＬＥＤパッケージの前記実装基板の他表面の外部接続用電極と前記フレキシブル配線基板の基礎となるフレキシブル配線ウェハにおける前記フレキシブル配線基板の配線パターンとの接合表面同士を直接接合してウェハレベル構造体を形成し、その後、前記フレキシブル配線基板に達する切削深さの切削溝により前記複数個の前記表面実装型ＬＥＤパッケージを個々の前記表面実装型ＬＥＤパッケージに分離し、その後、前記ウェハレベル構造体から前記複数個の前記表面実装型ＬＥＤパッケージを含む形で前記フレキシブル配線基板の所望形状に応じて切り出すことを特徴とするＬＥＤモジュールの製造方法。
【請求項２】
前記表面実装型ＬＥＤパッケージは、前記実装基板における前記収納凹所の周部から内方へ突出した張出部に、前記収納凹所内の前記ＬＥＤチップから放射された光を検出する光検出素子が形成されてなることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤモジュールの製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載のＬＥＤモジュールの製造方法によりＬＥＤモジュールを形成し、前記ＬＥＤモジュールを光源として器具本体の表面に沿って配置することを特徴とする照明器具の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤモジュールの製造方法および照明器具の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、少なくともＬＥＤチップを収納する収納凹所が一表面に形成された実装基板により構成される表面実装型ＬＥＤパッケージが提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
ここにおいて、上記特許文献１には、図７に示すように、ＬＥＤチップ１’を収納する収納凹所２ａ’が一表面に形成された実装基板２’と、実装基板２’の上記一表面側に収納凹所２ａ’を閉塞する形で固着されたガラス基板からなる透光性部材５’とを備えた表面実装型ＬＥＤパッケージＡ’が記載されている。
【０００４】
ところで、図７に示した構成の表面実装型ＬＥＤパッケージＡ’は、ＬＥＤチップ１’を収納する収納凹所２ａ’が一表面に形成された実装基板２’における収納凹所２ａ’の内底面にＬＥＤチップ１’の各電極（図示せず）と電気的に接続される導体パターン２５ａ’，２５ａ’が形成されるとともに、実装基板２’の他表面に外部接続用電極２７ａ’，２７ａ’が形成されており、対応する導体パターン２５ａ’と外部接続用電極２７ａ’とが貫通孔配線２４’を介して電気的に接続されている。なお、上記特許文献１では、実装基板２’が、半導体基板を用いて形成されている。
【０００５】
ところで、フレキシブル配線基板に複数個の表面実装型ＬＥＤパッケージＡ’を実装してＬＥＤモジュールを構成し、器具本体の形状が異なる種々の照明器具の光源として用いることが考えられる。
【特許文献１】特開２００５−３２７８２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のＬＥＤモジュールでは、各表面実装型ＬＥＤパッケージＡ’の外部接続用電極２７ａ’とフレキシブル配線基板の配線パターンとを半田からなる接合部を介して接合する必要があるので、隣り合う表面実装型ＬＥＤパッケージＡ’間の間隔を、半田の広がりや、表面実装型ＬＥＤパッケージＡ’をピックアップするピックアップツール（コレットなど）の寸法や、フレキシブル配線基板に対する各表面実装型ＬＥＤパッケージＡ’の位置決め精度などを考慮して決める必要があり、隣り合う表面実装型ＬＥＤパッケージＡ’間の間隔を狭くすることが難しく、点灯時に個々の表面実装型ＬＥＤパッケージＡ’からの光が独立して見えてしまい、複数個の表面実装型ＬＥＤパッケージＡ’全体として１つの光源のように見せることが難しく、点灯時の見栄えが良くなかった。また、上述のＬＥＤモジュールでは、フレキシブル配線基板の配線パターンの適宜部位に半田を供給してから、各表面実装型ＬＥＤパッケージＡ’をフレキシブル配線基板に搭載してリフローを行う必要があるので、製造に手間がかかる。
【０００７】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、フレキシブル配線基板上において隣り合う表面実装型ＬＥＤパッケージ間の間隔を狭くでき且つ製造が容易なＬＥＤモジュールの製造方法および照明器具の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、半導体基板を用いて形成されＬＥＤチップを収納する収納凹所が一表面に形成された実装基板を有する複数個の表面実装型ＬＥＤパッケージがフレキシブル配線基板に実装されたＬＥＤモジュールの製造方法であって、前記表面実装型ＬＥＤパッケージが多数形成されたウェハレベルパッケージ構造体における前記各表面実装型ＬＥＤパッケージの前記実装基板の他表面の外部接続用電極と前記フレキシブル配線基板の基礎となるフレキシブル配線ウェハにおける前記フレキシブル配線基板の配線パターンとの接合表面同士を直接接合してウェハレベル構造体を形成し、その後、前記フレキシブル配線基板に達する切削深さの切削溝により前記複数個の前記表面実装型ＬＥＤパッケージを個々の前記表面実装型ＬＥＤパッケージに分離し、その後、前記ウェハレベル構造体から前記複数個の前記表面実装型ＬＥＤパッケージを含む形で前記フレキシブル配線基板の所望形状に応じて切り出すことを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、表面実装型ＬＥＤパッケージが多数形成されたウェハレベルパッケージ構造体における前記各表面実装型ＬＥＤパッケージの実装基板の他表面の外部接続用電極とフレキシブル配線基板の基礎となるフレキシブル配線ウェハにおける前記フレキシブル配線基板の配線パターンとの接合表面同士を直接接合してウェハレベル構造体を形成することにより、半田などのろう材や導電性樹脂を用いることなく前記各表面実装型ＬＥＤパッケージと前記フレキシブル配線基板との接合がなされ、その後、前記フレキシブル配線基板に達する切削深さの切削溝により前記複数個の前記表面実装型ＬＥＤパッケージを個々の前記表面実装型ＬＥＤパッケージに分離し、その後、前記ウェハレベル構造体から前記複数個の前記表面実装型ＬＥＤパッケージを含む形で前記フレキシブル配線基板の所望形状に応じて切り出すことにより形成するので、前記切削溝を形成するダイシングブレードの幅寸法に応じて隣り合う前記表面実装型ＬＥＤパッケージ間の間隔が決まるから、前記フレキシブル配線基板上において隣り合う前記表面実装型ＬＥＤパッケージ間の間隔を狭くでき且つ製造が容易になる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記表面実装型ＬＥＤパッケージは、前記実装基板における前記収納凹所の周部から内方へ突出した張出部に、前記収納凹所内の前記ＬＥＤチップから放射された光を検出する光検出素子が形成されてなることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、前記表面実装型ＬＥＤパッケージおよびモジュール全体のサイズを大きくすることなく光検出素子を設けることができるとともに、前記光検出素子の出力に基づいて前記表面実装型ＬＥＤパッケージの光出力を制御することが可能となるＬＥＤモジュールを製造できる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２記載のＬＥＤモジュールの製造方法によりＬＥＤモジュールを形成し、前記ＬＥＤモジュールを光源として器具本体の表面に沿って配置することを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、点灯時に複数個の表面実装型ＬＥＤパッケージ全体として１つの光源のように見せることができ点灯時の見栄えが良くなる照明器具を製造できる。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明では、フレキシブル配線基板上において隣り合う表面実装型ＬＥＤパッケージ間の間隔を狭くでき且つ製造が容易になるという効果がある。
【００１５】
請求項３の発明では、点灯時の見栄えが良くなる照明器具を製造できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本実施形態のＬＥＤモジュールＢは、図１（ｂ）に示すように、ＬＥＤチップ１を収納する収納凹所２ａが一表面に形成された実装基板２を有する複数個の表面実装型ＬＥＤパッケージＡがフレキシブル配線基板１００に実装されている。
【００１７】
以下では、まず表面実装型ＬＥＤパッケージＡについて説明してから、ＬＥＤモジュールＢおよびそれを用いた照明器具Ｃ（図６参照）について説明する。
【００１８】
表面実装型ＬＥＤパッケージＡは、図１（ｂ）、図２および図３に示すように、３枚のシリコン基板２０ａ，３０ａ，４０ａを用いて形成されＬＥＤチップ１が収納される収納凹所２ａが一表面に形成された実装基板２と、実装基板２の上記一表面側において収納凹所２ａを閉塞する形で実装基板２に固着された透光性部材５と、実装基板２の収納凹所２ａに充填された透光性の封止材（例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ガラスなど）からなりＬＥＤチップ１および当該ＬＥＤチップ１に接続されたボンディングワイヤ１４を封止した封止部６とを備え、ＬＥＤチップ１から放射される光を検出するフォトダイオードからなる光検出素子４が実装基板２における収納凹所２ａの周部から内方へ突出した張出部２ｃに設けられている。
【００１９】
上述の実装基板２は、シリコン基板２０ａを用いて形成されＬＥＤチップ１が一表面側に実装されるベース基板２０と、シリコン基板４０ａを用いて形成されベース基板２０の上記一表面側に対向配置され光取出窓４１が形成されるとともに光検出素子４が形成された光検出素子形成基板４０と、シリコン基板３０ａを用いて形成されてベース基板２０と光検出素子形成基板４０との間に介在し光取出窓４１に連通する開口窓３１が形成され開口窓３１の内側面がＬＥＤチップ１から放射された光の一部を反射するミラー面となる中間層基板３０とで構成されており、ベース基板２０と中間層基板３０と光検出素子形成基板４０とで囲まれた空間が上記収納凹所２ａを構成し、光検出素子形成基板４０において中間層基板３０の開口窓３１上に張り出した部位が、上述の張出部２ｃを構成している。ここにおいて、ベース基板２０、中間層基板３０および光検出素子形成基板４０の外周形状は矩形状であり、中間層基板３０および光検出素子形成基板４０はベース基板２０と同じ外形寸法に形成されている。また、光検出素子形成基板４０の厚み寸法は、ベース基板２０および中間層基板３０の厚み寸法に比べて小さく設定されている。
【００２０】
また、ベース基板２０、中間層基板３０、および光検出素子形成基板４０は、それぞれ、導電形がｎ形で主表面が（１００）面のシリコン基板２０ａ，３０ａ，４０ａを用いて形成してあり、中間層基板３０の内側面が、アルカリ系溶液（例えば、ＴＭＡＨ溶液、ＫＯＨ溶液など）を用いた異方性エッチングにより形成された（１１１）面により構成されており、中間層基板３０は、開口窓３１の開口面積がベース基板２０から離れるにつれて徐々に大きくなっている。なお、中間層基板３０の内側面に、ＬＥＤチップ１から放射される光に対する反射率の高い金属材料（例えば、Ａｌ，Ａｇなど）からなる金属膜を設ければ、ＬＥＤチップ１からの光を高効率で反射することができ、この場合には、当該金属膜の表面がミラーを構成することとなる。
【００２１】
ベース基板２０は、シリコン基板（以下、第１のシリコン基板と称する）２０ａの一表面（主表面）側に、ＬＥＤチップ１の各電極１１，１２と電気的に接続される２つの導体パターン２５ａ，２５ａが形成されるとともに、中間層基板３０に形成された後述の２つの貫通孔配線３４，３４を介して光検出素子４と電気的に接続される２つの導体パターン２５ｂ，２５ｂが形成されており、各導体パターン２５ａ，２５ａ，２５ｂ，２５ｂと第１のシリコン基板２０ａの他表面側に形成された４つの外部接続用電極２７ａ，２７ａ，２７ｂ，２７ｂとがそれぞれ貫通孔配線２４を介して電気的に接続されている。また、ベース基板２０は、第１のシリコン基板２０ａの上記一表面側に、中間層基板３０と接合するための接合用金属層２９も形成されている。
【００２２】
本実施形態におけるＬＥＤチップ１は、結晶成長用基板として導電性基板を用い厚み方向の両面に電極１１，１２が形成された青色ＬＥＤチップである。そこで、ベース基板２０は、ＬＥＤチップ１が電気的に接続される２つの導体パターン２５ａ，２５ａのうちの一方の導体パターン２５ａを、ＬＥＤチップ１がダイボンディングされる矩形状のダイパッド部２５ａａと、ダイパッド部２５ａａに連続一体に形成され貫通孔配線２４との接続部位となる引き出し配線部２５ａｂとで構成してある。要するに、ＬＥＤチップ１は、上記一方の導体パターン２５ａのダイパッド部２５ａａにダイボンディングされており、ダイパッド部２５ａａ側の電極１２がダイパッド部２５ａａに接合されて電気的に接続され、光取り出し面側の電極１１がボンディングワイヤ１４を介して他方の導体パターン２５ａと電気的に接続されている。
【００２３】
また、ベース基板２０は、第１のシリコン基板２０ａの上記他表面側に、第１のシリコン基板２０ａよりも熱伝導率の高い金属材料からなる矩形状の放熱用パッド部２８が形成されており、ダイパッド部２５ａａと放熱用パッド部２８とが第１のシリコン基板２０ａよりも熱伝導率の高い金属材料（例えば、Ｃｕなど）からなる複数（本実施形態では、９つ）の円柱状のサーマルビア２６を介して熱的に結合されており、ＬＥＤチップ１で発生した熱が各サーマルビア２６および放熱用パッド部２８を介して放熱されるようになっている。
【００２４】
ところで、ベース基板２０は、第１のシリコン基板２０ａに、上述の４つの貫通孔配線２４それぞれが内側に形成される４つの貫通孔２２ａと、上述の９つのサーマルビア２６それぞれが内側に形成される９つの貫通孔２２ｂとが厚み方向に貫設され、第１のシリコン基板２０ａの上記一表面および上記他表面と各貫通孔２２ａ，２２ｂの内面とに跨って熱酸化膜（シリコン酸化膜）からなる絶縁膜（以下、第１の絶縁膜と称する）２３が形成されており、各導体パターン２５ａ，２５ａ，２５ｂ，２５ｂ、接合用金属層２９、各外部接続用電極２７ａ，２７ａ，２７ｂ，２７ｂ、各貫通孔配線２４および各サーマルビア２６が第１のシリコン基板２０ａと電気的に絶縁されている。なお、第１の絶縁膜２３は、熱酸化膜に限らず、例えば、スパッタ法やＣＶＤ法などにより形成したシリコン酸化膜などでもよい。
【００２５】
ここにおいて、各導体パターン２５ａ，２５ａ，２５ｂ，２５ｂ、接合用金属層２９、および各外部接続用電極２７ａ，２７ａ，２７ｂ，２７ｂは、第１の絶縁膜２３上に形成されたＴｉ膜と当該Ｔｉ膜上に形成されたＡｕ膜との積層膜により構成されており、第１のシリコン基板２０ａの上記一表面側の各導体パターン２５ａ，２５ａ，２５ｂ，２５ｂ、接合用金属層２９が同時に形成され、第１のシリコン基板２０ａの上記他表面側の各外部接続用電極２７ａ，２７ａ，２７ｂ，２７ｂが同時に形成されている。また、Ｔｉ膜とＡｕ膜とは同一装置内で連続的に形成している。なお、本実施形態では、第１の絶縁膜２３上のＴｉ膜の膜厚を１５〜５０ｎｍ、Ｔｉ膜上のＡｕ膜の膜厚を５００ｎｍに設定してあるが、これらの数値は一例であって特に限定するものではない。また、各Ａｕ膜の材料は、純金に限らず不純物を添加したものでもよい。また、各Ａｕ膜と第１の絶縁膜２３との間に密着性改善用の密着層としてＴｉ膜を介在させてあるが、密着層の材料はＴｉに限らず、例えば、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｚｒ、ＴｉＮ、ＴａＮなどでもよい。また、貫通孔配線２４およびサーマルビア２６の材料としては、Ｃｕを採用しているが、Ｃｕに限らず、例えば、Ｎｉ、Ａｌなどを採用してもよい。
【００２６】
中間層基板３０は、シリコン基板（以下、第２のシリコン基板と称する）３０ａの一表面側（図２における下面側）に、ベース基板２０の２つの導体パターン２５ｂ，２５ｂと接合されて電気的に接続される２つの導体パターン３５，３５が形成されるとともに、ベース基板２０の接合用金属層２９と接合される接合用金属層３６が形成されている。また、中間層基板３０は、第２のシリコン基板３０ａの他表面側（図２における上面側）に、貫通孔配線３４，３４を介して導体パターン３５，３５と電気的に接続される導体パターン３７，３７が形成されるとともに、光検出素子形成基板４０と接合するための接合用金属層３８が形成されている。
【００２７】
また、中間層基板３０は、上述の２つの貫通孔配線３４それぞれが内側に形成される２つの貫通孔３２が第２のシリコン基板３０ａの厚み方向に貫設され、第２のシリコン基板３０ａの上記一表面および上記他表面と各貫通孔３２の内面とに跨って熱酸化膜（シリコン酸化膜）からなる絶縁膜（以下、第２の絶縁膜と称する）３３が形成されており、各導体パターン３５，３５，３７，３７および各接合用金属層３６，３８が第２のシリコン基板３０ａと電気的に絶縁されている。ここにおいて、各導体パターン３５，３５，３７，３７および各接合用金属層３６，３８は、第２の絶縁膜３３上に形成されたＴｉ膜と当該Ｔｉ膜上に形成されたＡｕ膜との積層膜により構成されており、第２のシリコン基板３０ａの上記一表面側の各導体パターン３５，３５および接合用金属層３６が同時に形成され、第２のシリコン基板３０ａの上記他表面側の各導体パターン３７，３７および接合用金属層３８が同時に形成されている。また、Ｔｉ膜とＡｕ膜とは同一装置内で連続的に形成している。なお、本実施形態では、第２の絶縁膜３３上のＴｉ膜の膜厚を１５〜５０ｎｍ、Ｔｉ膜上のＡｕ膜の膜厚を５００ｎｍに設定してあるが、これらの数値は一例であって特に限定するものではない。ここにおいて、各Ａｕ膜の材料は、純金に限らず不純物を添加したものでもよい。また、各Ａｕ膜と第２の絶縁膜３３との間に密着性改善用の密着層としてＴｉ膜を介在させてあるが、密着層の材料はＴｉに限らず、例えば、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｚｒ、ＴｉＮ、ＴａＮなどでもよい。また、貫通孔配線３４の材料としては、Ｃｕを採用しているが、Ｃｕに限らず、例えば、Ｎｉ、Ａｌなどを採用してもよい。
【００２８】
光検出素子形成基板４０は、シリコン基板（以下、第３のシリコン基板と称する）４０ａの一表面側（図２における下面側）に、中間層基板３０の２つの導体パターン３７，３７と接合されて電気的に接続される２つの導体パターン４７ａ，４７ｂが形成されるとともに、中間層基板３０の接合用金属層３８と接合される接合用金属層４８が形成されている。ここにおいて、上述の光検出素子４は、フォトダイオードにより構成されており、光検出素子形成基板４０に形成された２つの導体パターン４７ａ，４７ｂの一方の導体パターン４７ａは、光検出素子４を構成するフォトダイオードのｐ形領域４ａに電気的に接続され、他方の導体パターン４７ｂは、上記フォトダイオードのｎ形領域４ｂを構成する第３のシリコン基板４０ａに電気的に接続されている。
【００２９】
また、光検出素子形成基板４０は、第３のシリコン基板４０ａの上記一表面側にシリコン酸化膜からなる絶縁膜（以下、第３の絶縁膜と称する）４３が形成されており、当該第３の絶縁膜４３がフォトダイオードの反射防止膜を兼ねている。また、光検出素子形成基板４０は、上記一方の導体パターン４７ａが、第３の絶縁膜４３に形成したコンタクトホール４３ａを通してｐ形領域４ａと電気的に接続され、上記他方の導体パターン４７ｂが第３の絶縁膜４３に形成したコンタクトホール４３ｂを通してｎ形領域４ｂと電気的に接続されている。ここにおいて、各導体パターン４７ａ，４７ｂおよび接合用金属層４８は、第３の絶縁膜４３上に形成されたＴｉ膜と当該Ｔｉ膜上に形成されたＡｕ膜との積層膜により構成されており、同時に形成してある。また、Ｔｉ膜とＡｕ膜とは同一装置内で連続的に形成している。なお、本実施形態では、第３の絶縁膜４３上のＴｉ膜の膜厚を１５〜５０ｎｍ、Ｔｉ膜上のＡｕ膜の膜厚を５００ｎｍに設定してあるが、これらの数値は一例であって特に限定するものではない。ここにおいて、各Ａｕ膜の材料は、純金に限らず不純物を添加したものでもよい。また、各Ａｕ膜と第３の絶縁膜４３との間に密着性改善用の密着層としてＴｉ膜を介在させてあるが、密着層の材料はＴｉに限らず、例えば、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｚｒ、ＴｉＮ、ＴａＮなどでもよい。
【００３０】
また、上述の透光性部材５は、透光性材料（例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ガラスなど）により形成された透光性基板からなり、実装基板２と同じ外周形状の矩形板状に形成されており、中央部に、平凸レンズ状のレンズ５ａが連続一体に形成されている。
【００３１】
次に、フレキシブル配線基板１００について説明するが、説明の便宜上、図２において表面実装型ＬＥＤパッケージ２の右側から左側に並んでいる外部接続用電極２７ｂ，２７ａ，２７ａ，２７ｂを、それぞれ外部接続用電極２７１，２７２，２７３，２７４と称する。
【００３２】
フレキシブル配線基板１００は、図１（ｂ）、図２および図４に示すように、４枚の樹脂フィルム（例えば、ポリイミド樹脂フィルムなど）１０１〜１０４を積層して形成されており、一表面側に、表面実装型ＬＥＤパッケージＡの外部接続用電極２７１，２７２，２７３，２７４が直接接合される配線パターン（以下、表面側配線パターンと称する）１１１１，１１１２，１１１３，１１１４、表面実装型ＬＥＤパッケージＡの放熱用パッド部２８が直接接合される導体パターン１１８が形成され、他表面側に、各表面側配線パターン１１１１，１１１２，１１１３，１１１４とスルーホール配線１６０，１６０，１６０，１６０を介して電気的に接続される配線パターン（以下、裏面側配線パターンと称する）１５１１，１５１２，１５１３，１５１４が形成されるとともに、厚み方向において導体パターン１１８と重なる導体パターン１５８が形成されている。
【００３３】
ところで、フレキシブル配線基板１００の各表面側配線パターン１１１１，１１１２，１１１３，１１１４および導体パターン１１８は、Ｃｕ膜とＮｉ膜とＡｕ膜との積層膜により構成してあり、同時に形成してある。また、フレキシブル配線基板１００の各裏面側配線パターン１５１１，１５１２，１５１３，１５１４および導体パターン１５８も、Ｃｕ膜とＮｉ膜とＡｕ膜との積層膜により構成してあり、同時に形成してある。なお、各スルホール配線１６０の材料としては、Ｃｕを採用しているが、Ｃｕに限らず、例えば、Ｎｉ、Ａｌなどを採用してもよい。
【００３４】
ところで、フレキシブル配線基板１００は、１層目（最上層）の樹脂フィルム１０１（図４（ａ）参照）に上述の表面側配線パターン１１１１，１１１２，１１１３，１１１４および導体パターン１１８が形成され、４層目（最下層）の樹脂フィルム１０４（図４（ｄ）参照）に上述の裏面側配線パターン１５１１，１５１２，１５１３，１５１４および導体パターン１５８が形成されている。
【００３５】
また、フレキシブル配線基板１００は、２層目の樹脂フィルム１０２（図４（ｂ）参照）における１層目の樹脂フィルム１０１側に、表面側配線パターン１１１３にスルーホール配線１６０を介して電気的に接続される配線パターン１２２３が形成され、３層目の樹脂フィルム１０３（図４（ｃ）参照）における２層目の樹脂フィルム１０２側に、表面側配線パターン１１１１にスルーホール配線１６０を介して電気的に接続される配線パターン１３１１が形成され、４層目の樹脂フィルム１０４（図４（ｄ）参照）における３層目の樹脂フィルム１０３側に、表面側配線パターン１１１２にスルーホール配線１６０を介して電気的に接続される配線パターン１４４２が形成されている。なお、各樹脂フィルム１０１〜１０４は、それぞれ、当該樹脂フィルム１０１〜１０４に形成された複数の配線パターン１１１４，１２２３，１３１１，１３３２を電気的に接続する配線１１５，１２５，１３５，１４５が形成されている。
【００３６】
以下、本実施形態のＬＥＤモジュールＢの製造方法の一例について簡単に説明する。
【００３７】
まず、光検出素子４、第３の絶縁膜４３、各導体パターン４７ａ，４７ｂ、および接合用金属層４８が形成された第３のシリコン基板４０ａと中間層基板３０とを接合する第１の接合工程を行った後、第３のシリコン基板４０ａを所望の厚みまで研磨する研磨工程を行い、その後、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）型のドライエッチング装置などを用いて第３のシリコン基板４０ａに光取出窓４１を形成する光取出窓形成工程を行うことで光検出素子形成基板４０を完成させてから、ＬＥＤチップ１が実装されたベース基板２０と中間層基板３０とを接合する第２の接合工程を行うことにより実装基板２を形成し、その後、実装基板２の収納凹所２ａに上記封止材を充填して封止部６を形成する封止部形成工程を行い、続いて、実装基板２とフレキシブル配線基板１００とを接合する第３の接合工程を行い、その後、実装基板２と透光性部材５とを接合する第４の接合工程を行う。
【００３８】
ところで、本実施形態では、第１の接合工程、第２の接合工程および第３の接合工程では、接合前に互いの接合表面へアルゴンのプラズマ若しくはイオンビーム若しくは原子ビームを真空中で照射して各接合表面の清浄化・活性化を行ってから、接合表面同士を接触させ、常温下で直接接合する常温接合法を採用しているが、常温接合法に限らず、上述のように各接合表面の正常化・活性化を行ってから、接合表面同士を接触させ、所定温度（例えば、１００℃）に加熱した状態で適宜の荷重を印加することで直接接合する接合法を採用してもよい。
【００３９】
上述の第１の接合工程では、第３のシリコン基板４０ａの上記一表面側に形成されている接合用金属層４８と中間層基板３０の接合用金属層３８とが接合されるとともに、第３のシリコン基板４０ａの上記一表面側に形成されている導体パターン４７ａ，４７ｂと配光用基板３０の導体パターン３７，３７とが接合され電気的に接続される。ここで、導体パターン４７ａ，４７ｂと導体パターン３７，３７との接合部位が、貫通孔配線３４に重なる領域からずらすようにパターン設計しておけば、導体パターン４７ａ，４７ｂと導体パターン３７，３７との互いの接合面の平坦度を高めることができ、特に常温接合法により接合する際の接合歩留まりを高めることができるとともに接合信頼性を高めることができる。また、第２の接合工程では、ベース基板２０の接合用金属層２９と中間層基板３０の接合用金属層３６とが接合されるとともに、ベース基板２０の導体パターン２５ｂ，２５ｂと中間層基板３０の導体パターン３５，３５とが接合され電気的に接続される。ここで、導体パターン２５ｂ，２５ｂと導体パターン３５，３５との接合部位が、貫通孔配線２４に重なる領域および貫通孔配線３４に重なる領域からずれるようにパターン設計しておけば、導体パターン２５ｂ，２５ｂと導体パターン３５，３５との互いの接合面の平坦度を高めることができ、特に常温接合法により接合する際の接合歩留まりを高めることができるとともに接合信頼性を高めることができる。また、第３の接合工程では、実装基板２の外部接続用電極２７１，２７２，２７３，２７４とフレキシブル配線基板１００の上記一表面側の配線パターン１１１１，１１１２，１１１３，１１１４とが接合されて電気的に接続されるとともに、実装基板２の放熱用パッド部２８とフレキシブル配線基板１００の導体パターン１１８とが接合される。
【００４０】
本実施形態のＬＥＤモジュールＢの製造にあたっては、上述の各シリコン基板２０ａ，３０ａ，４０ａとして、それぞれベース基板２０、配光用基板３０、光検出素子形成基板４０を多数形成可能なシリコンウェハ２０ａａ，３０ａａ，４０ａａ（図１（ａ）参照）を用いるとともに、上述の透光性基板として透光性部材５を多数形成可能な透光性ウェハ５０ａａ（図１（ａ）参照）を用い、さらに、フレキシブル配線基板１００として複数のフレキシブル配線基板１００の基礎となるフレキシブル配線ウェハ１００ａａを用いており、上述の第１の接合工程、研磨工程、光取出窓形成工程、第２の接合工程、封止部形成工程、第３の接合工程および第４の接合工程をウェハレベルで行っている。したがって、第４の接合工程が終了したところでは、ベース基板２０が多数形成されたシリコンウェハ２０ａａと中間層基板３０が多数形成されたシリコンウェハ３０ａａと光検出素子形成基板４０が多数形成されたシリコンウェハ４０ａａと透光性部材５が多数形成された透光性ウェハ５０ａａとを有し表面実装型ＬＥＤパッケージＡが多数形成されたウェハレベルパッケージ構造体ＡＡと、フレキシブル配線ウェハ１００ａａにおけるフレキシブル配線基板１００の配線パターン１１１１，１１１２，１１１３，１１１４との接合表面が直接接合されたウェハレベル構造体ＡＢが形成されることになる。
【００４１】
ここで、本実施形態のＬＥＤモジュールＢの製造にあたっては、ウェハベレル構造体ＡＢに対してフレキシブル配線基板１００に達する切削深さの切削溝７０（図１（ｂ）参照）をダイシングブレードにより形成するハーフカットダイシング工程を行うことでウェハレベルパッケージ構造体ＡＡを複数個の表面実装型ＬＥＤパッケージＡに分離してから、ウェハレベル構造体ＡＢを複数個の表面実装型ＬＥＤパッケージＡを含む形でフレキシブル配線基板７０の所望形状に応じて切り出すダイシング工程を行うことによりＬＥＤモジュールＢを完成させている。
【００４２】
しかして、本実施形態のＬＥＤモジュールＢは、表面実装型ＬＥＤパッケージＡが多数形成されたウェハレベルパッケージ構造体ＡＡにおける各表面実装型ＬＥＤパッケージＡの実装基板２の上記他表面の外部接続用電極２７１，２７２，２７３，２７４とフレキシブル配線ウェハ１００ａａにおけるフレキシブル配線基板１００に対応する部分の配線パターン１１１１，１１１２，１１１３，１１１４との接合表面同士を直接接合してウェハレベル構造体ＡＢを形成することにより、半田などのろう材や導電性樹脂を用いることなく各表面実装型ＬＥＤパッケージＡとフレキシブル配線基板１００との接合がなされており、当該ウェハレベル構造体ＡＢから複数個の表面実装型ＬＥＤパッケージＡを含む形でフレキシブル配線基板１００の所望形状に応じて切り出すことにより形成されるとともに、フレキシブル配線基板１００に達する切削深さの切削溝７０により複数個の表面実装型ＬＥＤパッケージＡが個々の表面実装型ＬＥＤパッケージＡに分離されているので、切削溝７０を形成するダイシングブレードの幅寸法に応じて隣り合う表面実装型ＬＥＤパッケージＡ間の間隔が決まるから、フレキシブル配線基板１００上において隣り合う表面実装型ＬＥＤパッケージＡ間の間隔を狭くでき且つ製造が容易になる。なお、本実施形態では、シリコンウェハ２０ａａ，３０ａａ，４０ａａが半導体基板を構成している。
【００４３】
また、本実施形態のＬＥＤモジュールＢでは、表面実装型ＬＥＤパッケージＡは、実装基板２における収納凹所２ａの周部から内方へ突出した張出部２ｃに、収納凹所２ａ内のＬＥＤチップ１から放射された光を検出する光検出素子４が形成されているので、表面実装型ＬＥＤパッケージＡおよびモジュール全体のサイズを大きくすることなく光検出素子４を設けることができるとともに、光検出素子４の出力に基づいて表面実装型ＬＥＤパッケージＡの光出力をフィードバック制御回路などにより制御することが可能となる。
【００４４】
ところで、上述のＬＥＤモジュールＢを例えば図６に示す照明器具Ｃの光源として用いる場合には、図５に示すようにフレキシブル配線基板１００をフレキシブルなモジュール用配線基板２００に接合し、モジュール配線基板２００の裏面側に粘着材（例えば、両面テープ）３００を設ければよい。ここにおいて、モジュール用配線基板２００は、ポリイミド基板２００ａの一表面側に、フレキシブル配線基板１００の裏面側配線パターン１５１１，１５１２，１５１３，１５１４それぞれが接合されるランド２０１１，２０１２，２０１３，２０１４が形成されており、ランド２０１１，２０１２，２０１３，２０１４が配線２０２１，２０２２，２０２３，２０２４を介してコネクタ用ランド２０３１，２０３２，２０３３，２０３４に接続され、コネクタ用ランド２０３１，２０３２，２０３３，２０３４にコネクタ２２０が４本のリード線２１０を介して電気的に接続されている。しかして、図５に示した構成のＬＥＤモジュールＢでは、複数個の表面実装型ＬＥＤパッケージＡのＬＥＤチップ１が並列接続されることとなる。
【００４５】
図６に示した照明器具Ｃは、矩形板状のベース４０２に立設された円筒状のポール４０１と、ポール４０１の先端部（上端部）に連結された太陽電池モジュール４１０と、ポール４０１の外周面に沿って配置された円環状のＬＥＤモジュールＢと、ポール４０１の内側に収納され太陽電池モジュール４１０で発生した電力を蓄える蓄電池（図示せず）と、上記蓄電池を電源としてＬＥＤモジュールＢを点灯させる点灯装置とを備えている。なお、太陽電池モジュール４１０は、ポール４０１の上端部に連結ねじ（図示せず）を用いて結合されており、ポール４０１に対して回動可能になっている。要するに、ポール４０１に対する太陽電池モジュール４１０の回動により太陽電池モジュール４１０を任意の方向に向けることができるので、太陽電池の向きを適正に調節することができる。
【００４６】
ところで、図６に示した照明器具Ｃは、ポール４０１が器具本体を兼ねており、ＬＥＤモジュールＢが粘着材３００によりポール４０１の表面（外周面）に固着されている。なお、ポール４１０には、上記蓄電池を電源としてＬＥＤモジュールＢを点灯させる点灯装置に接続された器具側コネクタ（図示せず）が設けられており、上記器具側コネクタにＬＥＤモジュールＢのコネクタ２２０が着脱自在に接続されるようになっている。
【００４７】
しかして、本実施形態の照明器具Ｃは、ＬＥＤモジュールＢが光源として器具本体の表面に沿って配置されているので、点灯時に複数個の表面実装型ＬＥＤパッケージＡ全体として１つの光源のように見せることができ、点灯時の見栄えが良くなる。
【００４８】
また、上述の照明器具Ｃでは、上記蓄電池を電源として利用しているが、太陽電池モジュール４１０を設けずに電源として交流電源を採用してもよく、この場合には、点灯装置を、例えば、商用電源のような交流電源の交流出力を整流平滑するダイオードブリッジからなる整流回路と、整流回路の出力を平滑する平滑コンデンサと、平滑コンデンサの出力電圧を所望の電圧に降圧する降圧チョッパ回路とを含む点灯回路で構成すればよい。
【００４９】
また、上述の照明器具Ｃでは、ポール４０１が器具本体を兼ねているが、器具本体の形状は特に限定するものではない。本実施形態のＬＥＤモジュールＢは、ウェハレベル構造体ＡＢから、器具本体において配置する表面の形状に応じた所望形状に切り出すようにすればよく、上述のように表面実装型ＬＥＤパッケージＡが一列に並んだ形状に限らず、例えば、表面実装型ＬＥＤパッケージＡが複数列並んだ形状や十字状に並んだ形状などに切り出すようにしてもよく、任意形状の器具本体に適用することができる。また、本実施形態のＬＥＤモジュールＢは、各種の施設（例えば、シアターやラウンジなど）において曲面状に形成された部位（例えば、天井面、壁面など）に配置することもでき点灯時の見栄えを良くすることができる。
【００５０】
なお、上述の実施形態では、実装基板２の収納凹所２ａに１つのＬＥＤチップ１を収納してあるが、ＬＥＤチップ１の数は特に限定するものではなく、発光色が同じ複数のＬＥＤチップ１を各実装基板２の収納凹所２ａ内に収納するようにしてもよし、ＬＥＤチップの発光色も特に限定するものではなく、発光色の異なる複数種のＬＥＤチップ１を各実装基板２の収納凹所２ａ内に収納するようにして所望の混色光（例えば、白色光など）を得るようにしてもよい。また、ＬＥＤチップ１に当該ＬＥＤチップ１から放射される光によって励起されてＬＥＤチップ１よりも長波長の光を放射する蛍光体などにより構成される色変換層を設けてＬＥＤチップ１から放射される光と色変換層から放射される光との混色光を得るようにしてもよい。また、光検出素子４は、フォトダイオードに限らず、例えば、フォトダイオードとカラーフィルタとを組み合わせたカラーセンサや、フォトダイオードと波長選択フィルタとを組み合わせたものなどでもよい。また、上述の実施形態では、実装基板２が、ベース基板２０と光検出素子形成基板４０と中間層基板３０とで構成されているが、光検出素子形成基板４０は必ずしも設ける必要はなく、ベース基板２０と中間層基板３０とで構成するようにしてもよいし、ベース基板２０に収納凹所２ａを形成して当該ベース基板２０のみで構成するようにしてもよい。また、表面実装型ＬＥＤパッケージＡに光検出素子４を設けない場合には、表面実装型ＬＥＤパッケージＡの４個の外部接続用電極２７ａ，２７ａ，２７ｂ，２７ｂのうち光検出素子４に接続していた２個の外部接続用電極２７ｂ，２７ｂが不要となるので、フレキシブル配線基板１００を１枚の樹脂フィルム（例えば、ポリイミド樹脂フィルムなど）や薄いシリコン基板などにより構成することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施形態に関し、（ａ）はウェハレベル構造体の概略斜視図、（ｂ）はＬＥＤモジュールの要部概略断面図である。
【図２】同上におけるＬＥＤモジュールの要部概略断面図である。
【図３】同上における表面実装型ＬＥＤパッケージの要部概略斜視図である。
【図４】同上におけるフレキシブル配線基板の説明図である。
【図５】同上におけるＬＥＤモジュールの他の構成例を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略正面図、（ｃ）は要部概略平面図である。
【図６】同上における照明器具を示し、（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は概略断面図である。
【図７】従来例における表面実装型ＬＥＤパッケージの概略断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  ＬＥＤチップ
２  実装基板
２ａ  収納凹所
２ｃ  張出部
２７１〜２７４  外部接続用電極
７０  切削溝
１００  フレキシブル配線基板
１００ａａ  フレキシブル配線ウェハ
１１１１〜１１１４  配線パターン
Ａ  表面実装型ＬＥＤパッケージ
Ｂ  ＬＥＤモジュール
ＡＡ  ウェハレベルパッケージ構造体
ＡＢ  ウェハレベル構造体
【図１】
0005185683.tif 000002
【図２】
0005185683.tif 000003
【図３】
0005185683.tif 000004
【図４】
0005185683.tif 000005
【図５】
0005185683.tif 000006
【図６】
0005185683.tif 000007
【図７】
0005185683.tif 000008